冶金工業中自動化儀表的應用探究

劉漢金

（臨沂鋼鐵投資集團特鋼有限公司，山東臨沂 276624）

1 自動化儀表在冶金工業中的應用優勢分析

在自動化技術快速發展的背景下，儀表控制的自動化已經成為其主要發展方向，通過與自動化控制技術的融合，使得儀表運行控制效率得到很大提升，具有多項直觀的技術優勢。根據冶金工業企業的生產實踐來看，自動化控制技術在儀表中的應用優勢包括如下幾項。

（1）提高儀表監測效率。自動化控制技術與儀表的結合形成了自動化儀表，在計算機中輸入相應的程序，儀表就會按照這個程序運行，計算機在這個過程中作為儀表的監控和發出指令的中心，通過計算機強大的計算與存儲能力，在很大程度上提高了儀表檢測的速率。儀表檢測速率是自動化儀表最明顯的優勢，與傳統的儀表對比來看，自動化儀表能夠自動檢測所需要檢測的數據，并根據自動化程序完成相應的操作，檢測速率大大提高[1]。

（2）提高儀表控制精準性。自動化的儀表可以對儀表的檢測結果進行監控，且能夠及時發現和修正錯誤的檢測數據，從而減少儀表的檢測誤差，提高儀表檢測的準確率。在控制程序中輸入相應的檢測數值，當儀表所檢測的數值出現偏差時就會自動發現誤差并修正。與傳統的儀表相比，受到人為不穩定因素的影響較小，從而在很大程度上提高了儀表檢測的準確率，是自動化儀表的主要技術優勢。

（3）提高控制與處理能力。傳統的儀表不能夠對復雜的工程進行檢測，只能簡單地監測數據，但是自動化儀表因為與自動化技術、智能化技術相結合，借助計算機強大的計算能力，使自動化儀表能夠完成復雜的工程檢測工作。對于一些控制難度較高的系統，自動化儀表也有著很好的表現，通過自動化技術的應用，自動化儀表能夠很好地處理和控制多項復雜的工作。

2 冶金工業中自動化儀表的主要功能分析

在冶金工業生產過程中，儀表是一項基礎設備，主要用于對各項生產參數進行監測。但是傳統的儀表設備功能較為單一，儀表運行管理效果較差，在冶金工業生產規模以及技術升級的背景下，傳統儀表無法滿足冶金工業生產要求，為此自動化儀表開始應用。相較于傳統儀表設備，自動化儀表的功能更加豐富，且性能更加強大，在冶金工業中的應用效果更為良好。自動化儀表功能包括如下幾項。

（1）自動計算功能。自動化儀表中安裝有微型計算機，使得自動化儀表計算能力和數據信息處理能力得到了很大提高，從而使自動化儀表能夠處理更加復雜、更加龐大的生產數據，且計算結果的準確性得到了很大提高，對于冶金工業行業的發展起到了很大作用。在冶金工業生產測量工作方面，經常會遇到線性化處理、自檢自校、測量數值和工程數值的轉換以及抗干擾方面的問題，通過自動化儀表中的微型計算機以及相應的微處理單元能夠有效解決上述計算問題，不僅降低了冶金工業生產中硬件設施的負擔，自動化儀表還可以完成檢索、優化等方面的工作，在計算功能方面的能力較為突出。

（2）編程功能。在計算機技術高速發展的背景下，計算機技術在多個領域都有著廣泛的應用，尤其是在儀表中，使得自動化儀表可以編程，在儀表中加入了計算機軟件，這些軟件可以實現對于硬件邏輯電路的代替，從而使儀表的許多性能都得到了提高。同時，在相應的控制電路中，還可以實現相關接口芯片的有效利用，可以使自動化儀表能夠對復雜的功能進行控制。將計算機軟件與自動化儀表相結合，可以使工業生產的硬件結構簡化，通過自動化儀表編程的邏輯來代替傳統的常規電路和硬件，是自動化儀表的主要優勢之一[2]。

（3）良好的記憶功能。傳統儀表所采用的電路是組合邏輯電路和時序電路，這種電路系統的記憶功能較為落后，記憶程度較低，只能夠對某些特定時刻的設備運行狀況進行基本且簡單記憶，而且隨著時間推移，儀表的工作狀態記憶也會發生相應的改變，所以儀表之前所記錄的數據和信息就會被新信息所取代，所記憶的舊數據和信息就會消失，這對于冶金工業生產會產生不利影響。在微型計算機加入到自動化儀表之中，通過微型計算機強大存儲功能，可以對所有狀態下的信息和數據進行記憶，且不會因新的數據覆蓋而導致之前記憶的數據消失，可以實現記憶數據永久保存，而且對之前某一時刻只能對一種狀態進行記憶的情況，作出了相應調整和改進，可以實現在同一時間段內記憶多種數據[3]。

3 冶金工業中自動化儀表的具體應用方式分析

通過上文分析可以明確，在冶金工業生產過程中，自動化儀表已經取得全面應用，通過采用具有自動化功能的儀表設備，能夠全面提升冶金工業生產效率，還能夠保障冶金工業生產安全，是推動冶金工業生產力進步的關鍵設備。結合部分冶金企業實踐生產經驗來看，自動化儀表在應用過程中，具體包括如下幾方面應用方式。

3.1 自動化壓力儀表的應用

壓力測量儀表在冶金工業作業中的應用較為廣泛，主要是測量當前作業環境中的壓力參數，從而保障生產作業安全。但是傳統壓力測量儀表在應用過程中會出現一定的誤差問題，所以近些年來逐漸開始采用自動化壓力儀表，通過其計算功能對測量參數進行糾正，能夠提高測量結果準確性。在自動化壓力測量儀表應用過程中，需要對生產中不同介質的壓力進行測量，所以為了保證測量誤差能夠得到控制，需要選擇合適的壓力測量儀表型號。例如，在針對濃度較高的氣體壓力測量中，自動化壓力測量儀表可以采用隔膜式儀表，或者可以通過彈簧管壓力儀表對其進行測量，這兩種儀表的精確度等級能夠將測量誤差控制在1.5～2.5，從而能夠有效提高壓力測量結果準確性。在通過具有標準信號輸出的壓力儀表時，可以通過將其與壓力變速器相結合，對于生產過程中的固體顆粒腐蝕介質進行測量，采用法蘭膜片式壓力變速器，從而能夠對其進行測量；如果生產過程中存在較大振動，則需要采用相應的數字壓力變動器。通過對壓力測量器的科學選擇，能夠有效對冶金工業生產過程中的各項壓力參數進行測量，并且能夠提高測量結果的準確性，為冶金工業生產作業方案調整提供科學的支持，是促進冶金工業生產效率和安全性提高的重要方式，自動化壓力測量儀表發揮著重要作用[4]。

3.2 自動化溫度監測儀表的應用

溫度作為冶金工業生產過程中的重要生產參數，在冶金工業早期應用的溫度儀表中，所采用的儀表不具有自動化功能，雖然能夠監測冶金生產過程中的溫度情況，但是難以做到實時展現出生產環境的具體溫度。在冶金工業中，不同的溫度測量儀表具有不同工作原理，通過與自動化技術的結合，能夠提高溫度監測效率，與自動化技術結合的溫度監測儀表，能夠在溫度相對較高情況下實現對溫度參數的準確測量；當前冶金工業一般采用紅外測溫儀監測儀表，或紅外發生率測量儀表、激光型傳感器以及輻射式溫度儀表等。這些自動化溫度測量儀表主要應用在超高溫環境測量中，通過紅外、激光等獲取冶金生產過程中的實時溫度。在現代冶金工業生產過程中，一般會選擇激光型溫度傳感器，用于展現作業現場的實際溫度，同時結合自動化技術，能夠對冶金工業作業現場的環境溫度進行精準測量，且實際溫度測量精度能夠達到1.0級。在超高溫環境下或者不能直接接觸時，傳統的金屬溫度測量儀表則不能使用。因此，在冶金生產的溫度測量工作中，需要選擇合適的自動化溫度測量儀表，實現對高溫溫度進行測量的目標。在冶金工業的自動化溫度監測儀表安裝過程中，必須做好安裝質量控制工作，防止自動化溫度監測儀表出現彎曲等現象，確保溫度自動化監測儀表的安裝位置準確，防止距離過大，否則會影響溫度測量準確性。通過科學的安裝與管理，能夠有效提高自動化溫度儀表運行效果。

3.3 自動化計量儀表的應用

在冶金工業生產過程中，氣體濃度監測自動化儀表應用較為頻繁，自動化儀表的型號選擇能夠直接影響各項數據的準確性，所以在選擇氣體濃度監測自動化儀表時，需要保持科學嚴謹的態度。例如，在金屬冶煉過程中，需要做好氣體監測計量工作，確保生產過程中的氣體濃度處于標準范圍內。針對氣體計量功能的儀表選擇，一般可以采用分離器自動玻璃管進行自動計量，或采用人工玻璃管利用自力式差壓調節閥進行測量。冶金產量一般通過容積式計量方式進行測量，能夠有效適應冶金生產氣體類型較多、氣體不均勻以及不同生產工藝之間氣體濃度差異過大問題。針對氣體濃度較為穩定或產量較低的冶金工藝環節，一般采用容積式自動流量儀表或渦輪自動流量儀表。容積式自動化儀表包括雙轉子儀表、腰輪式流量儀表等，這些流量計量儀表適合使用在濃度較低的氣體檢測中；渦輪流量自動化儀表一般使用在濃度較低的氣體檢測中，能夠快速測定生產環境中的某項氣體濃度。計量自動化儀表對于冶金工業生產領域具有重要意義，是監測當前生產環境氣體等濃度參數的重要儀表裝置，所以必須采用自動化技術，將其與實際生產相結合，從而能夠有效提高冶金加工制造效率[5]。通過采用自動化計量儀表對冶金工業生產過程中的各項參數進行監測，能夠有效提高生產安全性，當某項監測結果超出規定范圍后，能夠實現自動化報警。從而提醒相關工作人員對其進行處理，是促進我國冶金工業長遠發展的關鍵技術。

4 冶金工業自動化儀表應用發展趨勢分析

自動化儀表已經成為冶金工業生產的核心設備，使得我國冶金工業生產能力邁上新的臺階。為了能夠進一步推動冶金工業發展，需要明確自動化儀表的主要發展趨勢。依據冶金工業當前的生產現狀來看，自動化儀表的應用發展趨勢包括如下方面。

（1）自動化儀表結構更加精簡化。冶金工業所采用的自動化儀表都在向結構精簡化方向發展。隨著與超聲技術、電磁技術等技術的融合，許多先進的自動化儀表中都沒有設置節流器和轉動器，相比于普通的自動化儀表，這種自動化儀表更加簡單便捷，且較為輕巧。通過計算機軟件代替了相關的硬件，在很大程度上降低了硬件設備的負擔，使得自動化儀表日益簡單化、便捷化。因此，結構精簡化方向是未來自動化儀表發展的必然趨勢和主要方向。

（2）自動化儀表計量更加精準化。自動化儀表不僅要具有較高的工作效率，還需要有極高的精準度，才能夠保證自動化儀表的工作質量。自動化儀表和高新計算機的結合，使得其有了強大的計算能力，可以實現多次快速的測量和記錄，從而有效提高了自動化儀表的精準度。此外，在微型處理器的支持下，自動化儀表能夠排除多項干擾因素，降低干擾因素對自動化儀表測量結果準確性的影響，使自動化儀表能夠對測量結果的誤差進行高效的修正。

（3）自動化儀表功能更加多樣化。自動化儀表最明顯的優勢體現在其多功能上，在計算機技術、自動化技術以及其他信息技術的支持下，自動化儀表的功能不斷增加，而功能增加就會減少其他硬件設備的投入，降低硬件設備的運行壓力，信息技術與自動化儀表的結合促進了智能化儀表的形成與發展。未來自動化儀表的功能將會更加全面，將大部分的功能集中在自動化儀表上是具有高度可行性，未來許多硬件設備將會被取代，以軟件的形式嵌入在自動化儀表之中。自動化儀表的功能不斷完善，是未來自動化儀表的重要發展方向，需要在自動化儀表技術創新方面加強投入。

5 結束語

文章簡要闡述了自動化儀表在冶金工業中的應用優勢，并對自動化儀表的具體功能進行分析，同時提出了多項自動化儀表在冶金工業中的具體應用方式，最后總結了自動化儀表未來發展趨勢，希望能夠對冶金工業生產起到一定的借鑒和幫助作用，不斷提升儀表設備先進性。